Способ получения поверхностно-активных веществ Советский патент 1983 года по МПК C11D1/32 

Изобретение относится к способу получения поверхностно-активных веществ, а именно к способу получения поверхностно-активных веществ типа ацилированных белков, предназначенны для использования в легкой, текстил ной, фармацевтической, косметическо и других отраслях промышленности. Известны способы получения повер ностно-активных веществ (,ПАВ) указанного типа, основанные на различны методах гидролиза исходных белковых продуктов (методом щелочного, кислот ного, ферментативного гидролиза). В качестве исходного белкового сыр при получении ПАВ используются в осно ном отходы промышленности,перерабаты вающей животноводческую продукцию,в частности отходы скотобоен, мясоком бинатов, кожевенных заводов (кожа, рога, копыта, кости, хрящи, сухожиЛИЯ, шерсть, кровь животных)Г1 - З Недостатками известных способов являются использование дефицитного исходного сырья, ег.о нестандартность и неравномерность поступления на переработку в течение года и в зависимости от сезона. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения ПАВ из бел кового гидролизата, ацилированного хлорангидридгши высших жирных кисло формулы (.g где п 10-13. ПАВ указанного типа, выпускаемое в промышленном масштабе, имеет торговое название ламепон. Известный способ включает гидролиз исходного сырья (кожа, рога и прочие отходы животноводства) при кипячении со щелочью с последующим ацилированием полученного гидролизата белковых веществ хлорангидридами высших жирных кислот и выделением из реакционной массы готового продук та. Получаемое при этом ПАВ характеризуется следующими показателями: поверхностное натяжение 1%-ного водного раствора (б-Ю н/м )29,4; пено образование (ПА) 0; пеноустойчивость (ПУ) 0; краевой угол смачивания для полиамидной пленки 39,3, для полиэфирной пленки 38,5 41. Недостатком известного способа яв ляется использование нестандартного/ дефицитного, сезонного сырья, что приводит к получению продукта нестабильного качества с низкой поверхностной активностью. Цель изобретения - повышение качества продукта. Поставленная цель достигается способом получения ПАВ путем гидроЛИЗа биомассы микроорганизмов в течение 6-16 ч, последующего ацилирования белкового гидролизата хлорангидридами высших жирных кислот. В качестве исходного сырья в предлагаемом способе использована биомасса микроорганизмов рода Candida, выращенных на различных питательных средах. Пример 1. К 100 г биомассы дрожжей рода Candida добавляют 3,8 л воды и 100 г едкого натра. Полученную смесь кипятят в колбе Кьельдаля с обратным холодильником в течение 6 ч. После охлаждения раствора негидролизовавшийся осадок отфильтровывают. Полученный гидролизат нейтрализуют при перемешивании соляной кислотой до рН 4-5. Выпавший осадок отфильтровывают, сушат в эксикаторе, полученные 30 г белкового продукта растворяют в смеси 120 МП ацетона, 280 мл воды и 32 г едкого натра. К полученному раствору при охлаждении до 0°С приливают |30 г Xлорангидридов синтетических жирных кислот фракции -С -ji и одновременно добавляют раствор 24 г едкого натра в 80 мл воды, поддерживая рН реакционной смеси около 11. Синтез ведут при перемешивании в течение 2ч, затем в реакционную смесь добавляют 400 мл воды и подкисляют ее до рН 1. Получают 50 г ПАВ (.87%) со следующими свойствами: поверхностное натяжение 1%-ного водного раствора (ё-10%/м) 27,3/ ПА 0; ПУ 0; краевой угол смачивания для полиамид ной пленки 38,4; для по)1иэфирной пленки - 37,9. Пример 2. Смесь из 100 г биомассы дрожжей рода С а п d i d а, 3,8л воды и 100 г соляной кислоты гидролизуют. в условиях примера 1. Получают 28 г белкового продукта, который ацилируют в условиях примера 1. Получают 42 г ПАВ со следующими свойствами: поверхностное натяжение 1%-ного водного раствора ( б ) .26,5; ПА 0; -ПУ 0; краевой угол смачивания для полиамидной пленки 38,1; длч полиэфирной пленки 36,5. Пример 3. Смесь из 100 г активного ила, 380 г воды и 100 г ед- . кого натра гидролизуют в условиях примера 1. Выделенные 20 г белкового продукта растворяют и ведут гщилирование в условиях примера 1. Получают 25 г ПАВ со следующими свойствами: поверхностное натяжение 1%-ного водного раствора (ё-10н/м) 28,4; ПА 0; ПУ 0{ краевой угол смачивания для полиамидной пленки 39,5; для полиэфирной пленки 38,5. Пример 4,К 100 г высушенной биомассы дрожжей рода Candida,

выращенных на питательной среде из этанола, добавляют 3,8 л воды и 100 г едкого натра. Полученную смес кипятят в колбе Кьельдаля с обратным холодильником в течение 16 ч. После охлаждения раствор фильтруют от негидролизовавшегося рсадка. Полученный гидролизат нейтрализуют при перемешивании соляной кислотой до рН 4-5. Выпавший осадок отфильтрвывают и сушат в экскаваторе. Полученные 30 г выделенного белкового продукта растворяют в смеси 120 мл ацетона, 280 мл воды и 32 г едкого .натра. К полученному раствору при охлаждении до 0°С приливают 30 г хлорангидрида синтетических жирных кислот фракции и одновременно добавляют раствор 24 г едкого нара в 80 мл воды, поддерживая рН реакционной смеси около 11. Синтез ведут при перемешивании в течение 2ч, затем в реакционную смесь добаляют 400 мл и подкисляют ее до рН 1. При этом получено 48 г продукта, который нейтрализован щелочью до рН 7 и получен ПАВ с выходом 85% со следующими свойствами: поверхностное натяжение 1%-ного водного раствора (6-10 Н/м) 25,8; ПА 35; краевой угол смачивания для полиамидной пленки 35,8 для полиэфирной пленки 34,4.

В табл. 1 приведен химический состав биомассы микроорганизмов.

Молекулярная масса.белков, входящих в состав биомассы микроорганизмов, составляет 80-100 тыс.

Аминокислотный состав биомассы микроорганизмов рода Candida (,БВК) , выращенных на н-парафинах нефти и активного ила приведен в табл. 2.

В табл. 3 приведены характеристики ПАВ, полученных предлагаемым и известным способами.

Как видно из табл. 3, поверхностно-активные свойства веществ, получаемых по предлагаемому способу, являются более высокими,, чем поверхностно-активные свойства у ПАВ, полученных известным способом, например поверхностное натяжение 1%-ных водных растворов снижается с 29,4 (известный ) до 26,8-28,4 (,Ы-ацилбелки микроорганизмов) .

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает получение ПАВ, более стабильного по качеству.

Стабильность качества ПАВ, получаемого предлагаемым способом обусловливается стабильностью качества исходного белкового продукта, а. именно, биомассы микроорганизмов, выращиваемых на питательных средах постоянного состава.

В отличие от исходных белковых продуктов животного происхождения, неоднородных по составу и непостоянных по свойствам, качество-которых сильно зависит от множества факторов (условия питания и содержания животных, сезонные колебания погоды, конъюнктурные изменения в производстве и потреблении продуктов .животновояства, . различные усовершенствования в процессах переработки животного сырья и т.п.J, качество исходных белковых продуктов на основе биомассы микроорганизмов, получаемых из стабильного по свойствам по постоянной, неизменяютцейся технологии получаемого сырья, характеризуется однородностью состава и постоянством свойств независимо от времени года и колебаний погоды и других факторов..

Стабильность качества ПАВ, получаемого на основе стабильного по свойствам белкового сырья на основе биомассы микроорганизмов, подтверждается и практически: при получении ПАВ, исходя из разных партий биомассы микрооргсшизмов по одной и той же методике, получаются продукты, близкие по свойствам ( разброс в свойствах ПАВ, например, по поверхностной активности может составить нескольк® единиц ).

Аналогичным образом, также как на основе ВВК, могут быть стандартизированы ПАВ со стабильными свойствами на основе биомасс микроорганизмов, выращенных на других питательных средах, особенно таких как метанол, этанол, метан и т.п.

Креме того,полученная по индустриальной технологии из дешевого, сырь биомасса лмкроорганизмов может иметь более низкую цену, чем другие белковые продукты растительного или животного происхождения.

Таблица 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, включающий гидролиз белкового сырья, последующее ацилирование белкового.гидролизата хлорангидридами высших жирных кислот и выделение целевого продукта, о тлич ающийся тем,, что, с целью повышения качества продукта, в качестве исходного белкового сырья используют биомассу микроорганизмов и гидролиз ведут в течение 6-t6 ч. (Л а 4 00

Дрожжи.рода Candida, выращенные иа н-парафинах нефти БВК)

Активный ил

Содержание в БВК,

Аминокислота г/100 г белка

8,31

4,76

кислота11,01

кислота16,60

4,55

6,66

.5,25

8,49

5,49

5,51 , 5,72

50-60

15-20

20-25

30-40

20-25 15-20

20-25

.Таблица2

Содержание в активном иле г/100 г активного ила

12,06

7,09

10,16

18,68

4,72

7,09

5,91

5,91

4,26

4,09

3,55